案例背景：

    某工厂生产线上的四个齿轮箱经常早期失效。其寿命从最短的9个月到3年不等。失效后的齿轮，特别是铜合金蜗轮和其它有色金属齿轮，表现为严重的擦伤，并伴有腐蚀和灾难性的过度磨损。

    工厂设备操作人员坚持一直都是按照厂商说明手册使用和添加ISO150#抗磨齿轮油。由于该厂只对关键的液压系统取样监测污染度和水分，而从未对齿轮箱进行油液监测。因此，工厂首先将失效归罪于润滑油，但油公司对新油样品的分析表明润滑油质量无懈可击；再将原因推到制造商头上，但同样的齿轮箱亦可用到设计要求的3年，表明并非制造质量之故。最后，工厂应对的方法就是坏了更换，典型的被动维修模式。

    油液监测：

    在现代设备润滑的推动下，这些齿轮箱的失效被提到了桌面上。一个齿轮箱油液监测的分析“套餐”用于对齿轮箱的连续的取样油液监测（每两个月取一油样），新润滑油和状态监测基础限被确定。4个月后，3#齿轮箱的油液监测结果表明铜含量突然出现急剧增加，从平常的50-100ppm 上升到1,936ppm。同时，润滑油黏度（400C@cSt）也从正常的１5０－160陡增至308cSt@400C。最有意义的是硫含量从正常的6８３ppm 飚升至近２０，０００ｐｐｍ，见表1．

   

样品	Fe	Cr	Cu	Sn	PQ	Vis	AN	Zn	P	S
2003/02/20	46	0	76	1	34	156	0.74	203	324	683
2003/04/18	48	0	87	3	57	158	0.76	280	348	721
2003/06/16	94	0	1936	246	340	318	0.59	78	398	18,365

    磨损颗粒分析发现油样中铜合金磨损颗粒浓度极高，颗粒具有明显的腐蚀和擦伤特征，颗粒尺寸可达几百微米见图1－2。

   
    图1-2：油样中浓度极高的铜合金磨损颗粒  谱片所用油样体积：0.1毫升  倍数：400

    故障诊断：

    • 很显然，设备操作/维修人员误加了含硫－磷极压添加剂的高粘度极压齿轮油。硫－磷极压添加剂在高温下可失去稳定性，对铜合金蜗轮和其它有色合金零件有很强腐蚀性和攻击性。由于该齿轮箱含有多套铜合金蜗轮付，工作在高滑动摩擦，而不是极压或冲击条件下的滚动啮合。极压添加剂的腐蚀破坏了齿轮表面完整性，极大地增加了表面摩擦系数，随后的金属表面间的接触和滑动造成了灾难性的磨损，由此导致早期失效。

    • 显见的原因之一是工厂润滑油管理混乱。图３是该厂润滑油存放及加油工的工作室照片。不同润滑油混放而且没有明显的颜色和编码标志，这是导致经常加错油的原因，也解释了为什么该类齿轮箱寿命的不一致性。齿轮箱的寿命很大程度上取决于润滑工加／换的是什么油，以及错用极压齿轮油的次数和数量。如果换上的全是极压齿轮油，那么齿轮箱寿命就短于１２个月；如果只是添加了部分极压齿轮油，齿轮箱的寿命就会减少；而如果一直使用正确的润滑油，则齿轮箱的寿命则为２－３年。这些照片也可说明工厂几乎没有润滑污染控制的概念。

    • 导致错用油的根源在于工厂对设备润滑的不重视。这是看不见的但却是珍珠的根原因。虽然该工厂拥有几百台液压系统和齿轮箱，泵和滑动轴承系统等，但工厂未配备专职工程师负责设备润滑。工厂也从未对润滑工以及有关操作人员进行过任何形式的润滑培训。润滑工只知道不可将液压油加入齿轮箱，但却不知道齿轮油也有不同种类，齿轮油与齿轮油也不一样。

   
    图3-4：工厂润滑油存放和加油工具

    建议：

    • 建立润滑油贮存和使用规范/标准。不同的润滑油应用不同颜色区别和编码，并与使用该种润滑油的设备上的标志牌的颜色相一致。

    • 加强润滑油的污染控制，包括改善油品贮存室的环境和使用专用的加油工具等；

    • 对所有润滑工和操作工进行基本的设备润滑培训，特别是正确用油，污染控制以及正确的取样监测等。



    上海润道润滑技术有限公司董事长丁光健博士简介：